KR102400973B1

KR102400973B1 - deceleration device with self-locking function without ring gear

Info

Publication number: KR102400973B1
Application number: KR1020210064515A
Authority: KR
Inventors: 권오완
Original assignee: 권오완
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2041-05-20
Also published as: GB2621086A; WO2022245143A1; CN117321317A; JP2024519762A; US20240011541A1; JP7690061B2; US12196290B2; EP4343170A1; EP4343170A4

Abstract

본 발명은 감속장치에 관한 것으로, 특히 캐리어의 일측에 제1, 제2, 제3 유성기어가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되어 n개 세트로 배치되며, 상기 제1 선기어 또는 제2 선기어 중 어느하나를 고정시키고 나머지 하나의 선기어를 입력으로 바꾸어 회전시키면 Self-locking기능으로 증속이 되지 않아 증속비가 0(Zero)이 되는 링기어 없는 자동체결(Self-Locking) 기능의 감속장치가 되도록 하는 것에 그 특징이 있다.The present invention relates to a reduction device, and in particular, the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of a carrier and are configured to rotate and revolve, and are arranged in n sets, the first sun gear or If any one of the second sun gears is fixed and the other sun gear is changed to an input and rotated, the speed increase is not achieved by the self-locking function, and the speed increase ratio becomes 0 (Zero). It is characterized by making it become

Description

Deceleration device with self-locking function without ring gear

본 발명은 감속장치에 관한 것으로, 특히 입력측인 캐리어의 일측에 제1, 제2, 제3 유성기어가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되어 n개 세트로 배치되며, 상기 제1 선기어 또는 제2 선기어 중 어느 하나를 고정시키고 나머지 하나의 선기어를 입력축으로 바꾸어 회전시키면 Self-locking 기능으로 증속되지 않고 증속비가 0(Zero)(입력으로 사용되는 선기어 자체가 회전할 수 없는 정지 상태)이 되는 링기어 없는 자동체결(Self-Locking) 기능을 갖는 감속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a speed reduction device, and in particular, the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of a carrier, which is an input side, and are configured to rotate and revolve, and are arranged in n sets, the first If either the sun gear or the second sun gear is fixed and the other sun gear is changed to the input shaft and rotated, the speed increase is not increased by the self-locking function and the speed increase ratio is 0 (zero) It relates to a reduction gear having a self-locking function without a ring gear.

일반적으로, 구동원인 엔진이나 모터 등은 그 효율상 빠른 속도로 회전함으로 장치에 따라서는 일정비율로 회전수를 감속시킴으로써 적정 RPM으로 동력을 공급받아 사용하는데, 이때 사용되는 감속기는 일반적으로 다수의 기어를 조합하여 치(齒)수차로 인한 감속을 도모하고 있다. 이와 같은 감속기로서 유성기어장치가 적용된다. 유성기어 감속장치는 중심축에 선기어가 설치되고, 이 선기어와 맞물려 그 주위를 공전과 자전하는 복수개의 유성기어가 배치되고, 상기 유성기어를 캐리어로 지지하여 회전을 하는 구조로 상기 유성기어의 외측에 맞물리는 링기어로 구성된다.In general, an engine or motor, which is a driving source, rotates at a high speed for its efficiency, so depending on the device, the number of rotations is reduced at a certain rate to receive power at an appropriate RPM for use. are combined to achieve deceleration due to dimensional aberration. A planetary gear device is applied as such a speed reducer. The planetary gear reduction device has a structure in which a sun gear is installed on a central shaft, a plurality of planet gears meshing with the sun gear and rotating and revolving around the sun gear are arranged, and the planetary gear is supported by a carrier to rotate, and the outer side of the planetary gear It is composed of a ring gear that meshes with the

또한, 감속기의 구조로는 큰 감속을 도모하기 위해서 기어 간의 연결이 3단 이상 이루어져야 하므로 대소 직경의 많은 기어와 다수의 축으로 인하여 부피와 무게가 커지고, 직경 차가 클수록 저단으로 큰 감속을 이룰 수 있어서 기어 간의 직경 차를 크게 하는 것이 바람직하다.In addition, as the structure of the reducer requires more than three stages of connection between gears to achieve large deceleration, the volume and weight increase due to many large and small diameter gears and multiple shafts, and the larger the diameter difference, the greater the reduction in the lower stage. It is desirable to increase the diameter difference between the gears.

그러나 통상의 유성기어 감속장치에는 링기어가 마련되므로, 제작하는데 어려움이 있을 뿐 아니라 제작 비용이 증가되는 문제가 있었다. 또, 고비율의 감속이나 저비율의 감속 혹은 증속이 필요한 경우 다단으로 구성하여야 하기 때문에 제작 비용과 부피가 증가되는 문제가 있다.However, since a ring gear is provided in a conventional planetary gear reduction device, there is a problem in that it is difficult to manufacture and the manufacturing cost is increased. In addition, when a high rate of deceleration or a low rate of deceleration or increase is required, there is a problem in that the manufacturing cost and volume increase because it must be configured in multiple stages.

또한, 자동체결(Self-Locking) 기능이 되지 않아 역전방지가 필요하거나 무거운 물건을 끌어올려 정지해야 되는 상황에서 별도의 브레이크 장치를 사용하여 제어하므로, 사용 상태가 불편하고, 제어의 용이성이 떨어지는 문제도 있었다.In addition, since the self-locking function does not work, it is inconvenient to use and the ease of control is poor because it uses a separate brake device to control it in situations where reverse prevention is required or a heavy object has to be pulled to a stop. there was also

한편, 유성기어를 선기어 둘레에 배치하는 데 있어 잇수에 관련된 제약 조건으로 유성기어 개수를 줄여 제조비용을 줄이거나 유성기어 개수를 늘려 강도를 증가시키는데 어려움도 있다.On the other hand, it is difficult to reduce the manufacturing cost by reducing the number of planetary gears as a constraint related to the number of teeth in disposing the planetary gear around the sun gear or to increase the strength by increasing the number of planetary gears.

이러한 기술의 일 예가 하기 특허 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.An example of such a technique is disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 내접기어가 형성되어 그 축심방향으로 순차로 유성기어와 선기어가 기어결합되는 하우징, 상기 하우징으로 관입되어 선기어에 결합되는 구동축, 상기 내접기어와 병렬로 배치되어 유성기어에 함께 물리는 내접기어보다 치수가 다른 구동기어에 연결되는 출력축으로 이루어지고, 구동축에 부하가 걸려도 유성기어의 치에 내접기어와 구동기어의 치홈이 함께 물려있어 하우징에 고정된 내접기어로 인하여 구동기어가 자결(self lock)되는 감속장치에 대해 개시되어 있다.For example, in Patent Document 1 below, an internal gear is formed and a planetary gear and a sun gear are gear-coupled sequentially in an axial direction thereof, a drive shaft penetrated into the housing and coupled to the sun gear, a planetary gear is disposed in parallel with the internal gear It consists of an output shaft that is connected to a drive gear with a different dimension than an internal gear that is meshed with the gear. Even when a load is applied to the drive shaft, the internal gear and the tooth groove of the driving gear are meshed together with the teeth of the planetary gear, so the drive is driven by the internal gear fixed to the housing. A reduction device in which a gear is self-locked is disclosed.

또 하기 특허문헌 2에는 모터의 회전축에 설치되는 태양기어, 상기 태양기어와 치합되도록 태양기어 주위에 배치된 복수의 유성기어, 상기 유성기어들의 축과 연결되어 회전하는 캐리어, 상기 유성기어들의 외측에 일정간격 이격되어 고정된 고정형 내접기어와 상기 유성기어 및 캐리어의 외측과 치합되어 회전하는 회전형 내접기어를 구비하는 내접기어 유닛 및 상기 고정형 내접기어에 마련되어 전원의 공급 및 차단에 따라 상기 회전형 내접기어를 회전축의 길이방향으로 진퇴시키는 이동수단을 구비한 감속기에 대해 개시되어 있다.In addition, in Patent Document 2 below, a sun gear installed on the rotation shaft of the motor, a plurality of planetary gears arranged around the sun gear to mesh with the sun gear, a carrier connected to the shaft of the planetary gears to rotate, and the planetary gears on the outside An internal gear unit having a fixed internal gear spaced apart from each other and a fixed internal gear and a rotating internal gear meshing with the outer side of the planetary gear and the carrier to rotate, and the internal gear unit provided in the fixed internal gear to supply and cut off power Disclosed is a reduction gear having a moving means for moving a gear forward and backward in the longitudinal direction of a rotation shaft.

한편, 하기 특허문헌 3에는 2개의 피니언기어가 조합된 캐리어를 포함하는 더블 피니언 유성기어에 싱글 피니언 유성기어가 일체로 구성된 라비뇨(Ravigneaux) 기어열, 2개 이상의 클러치 등을 이용하여, 엔진 출력을 주행 휠로 분배할 수 있는 2종류 이상의 엔진 고정 기어단을 구현하여 연비 향상을 도모할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 동력전달장치에 대해 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 고비율의 감속이나 저비율의 감속 혹은 증속이 필요한 경우 다단으로 구성하여야 하고, 기어들의 잇수에 제약이 따른다는 문제가 있었다.
또, 상기 특허문헌 2에 개시된 기술에서는 모터의 회전력을 증폭하여 전달함으로써 제동시 응답성을 향상시킬 수 있지만, 특허문헌 1과 같이 기어들의 잇수에 제약이 따른다는 문제가 있었다.
한편, 상기 특허문헌 3에 개시된 기술에서는 싱글 피니언 유성기와 더블 피니언 유성기어를 일체화시킨 라비뇨 기어열 및 2개 이상의 클러치를 이용하지만, 고비율 감속을 실행할 수 없다는 문제가 있었다.
즉, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서 사용된 단순 유성기어, 더블 유성기어, 라비뇨 유성기어 방식은 고비율 감속이 되지 않으며, 1겹으로 나올 수 있는 감속비가 최대 1/11 정도이며, 고비율 감속이 필요한 경우 2겹(2중) 이상의 결합방식으로 해야 하는 문제가 있었다. 또, 링기어와 유성기어의 잇수를 유성기어 세트 개수의 배수로 지정하여 배치해야 하는 제작상의 제약이 있었다.On the other hand, in Patent Document 3 below, a Ravigneaux gear train in which a single pinion planetary gear is integrally configured with a double pinion planetary gear including a carrier in which two pinion gears are combined, an engine output using two or more clutches Disclosed is a power transmission device for a hybrid vehicle in which fuel efficiency can be improved by implementing two or more types of engine fixed gear stages capable of distributing fuel to driving wheels.
In the technology disclosed in Patent Document 1 as described above, when a high rate of deceleration or a low rate of deceleration or increase is required, it must be configured in multiple stages, and there is a problem in that the number of teeth of the gears is limited.
In addition, in the technique disclosed in Patent Document 2, the responsiveness during braking can be improved by amplifying and transmitting the rotational force of the motor, but there is a problem in that the number of teeth of the gears is limited as in Patent Document 1.
On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 3, a Ravigneaux gear train in which a single pinion planetary machine and a double pinion planetary gear are integrated and two or more clutches are used, but there is a problem that high rate deceleration cannot be performed.
That is, the simple planetary gear, double planetary gear, and Ravigneaux planetary gear methods used in the prior art as described above do not reduce the high ratio, and the reduction ratio that can come out in one layer is about 1/11 at the maximum, and the high ratio When deceleration is required, there was a problem that it had to be done in a combination method of two or more layers (double). In addition, there was a limitation in manufacturing that the number of teeth of the ring gear and the planetary gear should be designated and arranged as a multiple of the number of planetary gear sets.

대한민국 등록특허공보 제10-0505017호(2005.07.22 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0505017 (registered on July 22, 2005) 대한민국 등록특허공보 제10-1270459호(2013.05.28 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1270459 (Registered on May 28, 2013) 대한민국 등록특허공보 제10-1491251호(2015.02.02 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1491251 (registered on February 2, 2015)

상기와 같은 본 발명은 고비율의 감속과 저비율의 감속까지 다양한 기어속비를 실현할 수 있는 감속장치에 있어서, 링기어의 요소가 없어지고 외접기어로만 이루어져 있어, 제작의 어려움이 없어지고 공간을 줄여 제작 비용 절감효과를 가져오는 한편, 가공의 용이성으로 대량생산에 적합하게 된다는 효과가 얻어진다. 또한 자동체결(Self-Locking)기능으로 역전방지가 되기 때문에 제어가 용이하여 다양하게 활용할 수 있는 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치를 제공하는데 있다.The present invention as described above is a reduction device capable of realizing various gear speed ratios from high-ratio deceleration to low-ratio deceleration, since the element of the ring gear is eliminated and consists only of an external gear, so the difficulty in manufacturing is eliminated and the space is reduced While bringing about the effect of reducing the manufacturing cost, the effect of being suitable for mass production is obtained due to the ease of processing. In addition, it is to provide a reduction device with an automatic locking function without a ring gear that can be used in various ways because it is easy to control because reverse is prevented by the self-locking function.

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상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치는 입력으로 회전하는 캐리어, 상기 캐리어와 동심으로 마련된 제1 선기어, 상기 제1 선기어와 맞물린 제1 유성기어, 상기 제1 유성기어와 맞물린 제2 유성기어, 상기 제2 유성기어와 맞물린 제3 유성기어, 상기 캐리어와 동심이며 상기 제1 선기어에 병렬로 마련되고 상기 제3 유성기어와 맞물린 제2 선기어를 포함하고, 상기 제1 선기어의 잇수와 상기 제2 선기어의 잇수는 1개 이상 차이가 나며, 상기 캐리어의 일측에 상기 제1, 제2, 제3 유성기어가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되어 n개 세트로 배치되고, 상기 캐리어는 입력이고, 상기 제1 선기어는 고정이고, 상기 제2 선기어는 출력으로 하고 Z1을 상기 제1 선기어의 잇수로 정의하고, Z2를 상기 제2 선기어의 잇수로 정의하며,
Z1 < Z2이고 (Z2-Z1) < Z1이면 상기 제2 선기어의 출력은 동방향 감속
Z1 > Z2이고 (Z1-Z2) < Z2이면 상기 제2 선기어의 출력은 역방향 감속이 되며,
상기 감속이 실행되는 조건 중 하나만 만족하면서 제2 선기어를 입력으로 바꾸어 회전시키면 Self-locking 기능으로 증속이 되지 않고 증속비가 0(Zero)(입력으로 사용되는 선기어 자체가 회전할 수 없는 정지 상태)이 되는 것을 특징으로 하는 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치에 의하여 달성된다.
한편 본 발명의 다른 구조로는 입력으로 회전하는 캐리어, 상기 캐리어와 동심으로 마련된 제1 선기어, 상기 제1 선기어와 맞물린 제1 유성기어, 상기 제1 유성기어와 맞물린 제2 유성기어, 상기 제2 유성기어와 맞물린 제3 유성기어, 상기 캐리어와 동심이며 상기 제1 선기어에 병렬로 마련되고 상기 제3 유성기어와 맞물린 제2 선기어를 포함하고, 상기 제1 선기어의 잇수와 상기 제2 선기어의 잇수는 1개 이상 차이가 나며, 상기 캐리어의 일측에 상기 제1, 제2, 제3 유성기어가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되어 n개 세트로 배치되고, 상기 캐리어가 입력이고, 상기 제2 선기어가 고정이고, 상기 제1 선기어를 출력으로 하고 Z1을 상기 제1 선기어의 잇수로 정의하고, Z2를 상기 제2 선기어의 잇수로 정의하며,
Z1 > Z2이고 (Z1-Z2) < Z2이면, 상기 제1 선기어의 출력은 동방향의 감속,
Z1 < Z2이고 (Z2-Z1) < Z1이면, 상기 제1 선기어의 출력은 역방향 감속이 되며,
상기 감속이 실행되는 조건 중 하나만 만족하면서 제1 선기어를 입력으로 바꾸어 회전시키면 Self-locking 기능으로 증속되지 않고 증속비가 0(Zero)(입력으로 사용되는 선기어 자체가 회전할 수 없는 정지 상태)이 되는 것을 특징으로 하는 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치에 의하여 달성된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a reduction device having an automatic fastening function without a ring gear includes a carrier rotating as an input, a first sun gear concentric with the carrier, a first planetary gear meshed with the first sun gear, and the first 1 A second planetary gear meshed with the planetary gear, a third planetary gear meshed with the second planetary gear, and a second sun gear concentric with the carrier and provided in parallel with the first sun gear and meshed with the third planetary gear; The number of teeth of the first sun gear and the number of teeth of the second sun gear differ by one or more, and the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of the carrier to enable rotation and revolution. and arranged in sets of n, wherein the carrier is an input, the first sun gear is fixed, the second sun gear is an output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, Z2 is the number of teeth of the second sun gear is defined as
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the second sun gear is decelerated in the same direction
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the second sun gear becomes reverse deceleration,
If only one of the conditions for deceleration is satisfied and the second sun gear is changed to an input and rotated, the speed does not increase due to the self-locking function and the speed increase ratio becomes 0 (the sun gear used as an input is in a stationary state in which it cannot rotate) It is achieved by a reduction device having an automatic fastening function without a ring gear, characterized in that it becomes.
Meanwhile, in another structure of the present invention, a carrier rotating by input, a first sun gear concentric with the carrier, a first planetary gear meshing with the first sun gear, a second planetary gear meshing with the first planetary gear, the second a third planetary gear meshed with the planetary gear; has a difference of one or more, and the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of the carrier and are configured to rotate and revolve so as to be arranged in n sets, and the carrier is an input , the second sun gear is fixed, the first sun gear is an output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, and Z2 is defined as the number of teeth of the second sun gear;
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the first sun gear is decelerating in the same direction,
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the first sun gear becomes reverse deceleration,
If the first sun gear is changed to an input and rotated while satisfying only one of the conditions for executing the deceleration, the speed is not increased by the self-locking function and the speed increase ratio becomes 0 (the sun gear used as an input is in a stationary state in which it cannot rotate) It is achieved by a reduction device with an automatic fastening function without a ring gear, characterized in that.

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상술한 바와 같이, 본 발명은 고비율의 감속과 저비율의 감속까지 다양한 기어속비를 실현할 수 있는 감속장치에 있어서, 링기어의 요소가 없어지고 외접기어로만 이루어져 있어, 제작의 어려움이 없어지고 공간을 줄여 제작 비용 절감효과를 가져오는 한편, 가공의 용이성으로 대량생산에 적합하게 된다는 효과가 얻어진다. 또한 자동체결(Self-Locking)기능으로 역전방지가 되기 때문에 제어가 용이하여 다양하게 활용할 수 있게 된다는 이점이 얻어진다.As described above, the present invention is a reduction device capable of realizing various gear speed ratios from high-ratio deceleration to low-ratio deceleration. Since the element of the ring gear is eliminated and it consists only of external gears, the difficulty in manufacturing is eliminated and the space It has the effect of reducing production cost by reducing In addition, the self-locking function prevents reversal, so it is easy to control and has the advantage of being able to use it in various ways.

도 1은 본 발명에 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선형 톱니부를 구비하고 유성기어 n 세트 개수 구성을 도시한 사시도.
도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형식 기어속비와 자동체결(Self-Locking)기능을 도시한 단면도.
도 3b는 도 3a에 따른 V-V를 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형식 기어속비와 자동체결(Self-Locking)기능을 도시한 단면도.
도 4b는 도 4a에 따른 I-I를 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 나선형 톱니부를 구비한 기어들을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사이클로이드 치형을 구비하여 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 등간격 세트 개수 n개 배치를 도시한 정면도.
도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각 변경 후 유성기어 세트 개수 n개 배치를 도시한 정면도.
도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각 변경 전 기어이 맞물림 불가능을 도시한 정면도.
도 8c는 도 8a에 따른 측면을 도시한 측면도.
도 8d는 도 8c에 따른 P-P를 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 8e는 도 8c에 따른 W-W를 따라 절단하여 도시한 단면도.
도 8f는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각의 위치를 도시한 정면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 동일 모듈을 구비한 유성기어와 선기어 이나비를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인볼류트 치형을 구비한 유성기어와 선기어 이나비를 도시한 사시도.1 is a perspective view of a reduction device having an automatic fastening function without a ring gear in the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the number of sets of n planetary gears having a straight toothed portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is a cross-sectional view showing a first type gear speed ratio and automatic locking (Self-Locking) function according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3b is a cross-sectional view taken along VV according to Fig. 3a;
Figure 4a is a cross-sectional view showing a second type gear speed ratio and self-locking function according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4b is a cross-sectional view taken along II according to Fig. 4a;
5 is a perspective view showing gears having helical teeth according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a cycloidal tooth according to an embodiment of the present invention.
7 is a front view showing the arrangement of the number of n sets of planetary gears equally spaced according to an embodiment of the present invention.
8A is a front view showing the arrangement of the number n of planetary gear sets after the angle between them is changed according to an embodiment of the present invention;
Figure 8b is a front view showing the impossibility of meshing the gears before changing the angle between the teeth according to an embodiment of the present invention.
Fig. 8c is a side view of the side according to Fig. 8a;
Fig. 8d is a cross-sectional view taken along the PP according to Fig. 8c;
Fig. 8e is a cross-sectional view taken along WW according to Fig. 8c;
Figure 8f is a front view showing the position of the angle between the embodiment according to the present invention.
9 is a perspective view illustrating a planetary gear and a sun gear butterfly having the same module according to an embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustrating a planetary gear and a sun gear butterfly having involute teeth according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 링기어 없는 자동체결 기능을 갖는 감속장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선형 톱니부를 구비하고 유성기어 n 세트 개수 구성을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view of a reduction device having an automatic fastening function without a ring gear according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the number of sets of n planetary gears having a straight toothed portion according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 감속장치는 링기어 없이 고비율부터 저비율까지 실현되는 감속장치로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 입력으로 회전하는 캐리어(200), 상기 캐리어(200)와 동심으로 마련된 제1 선기어(300), 상기 제1 선기어(300)와 맞물린 제1 유성기어(500), 상기 제1 유성기어(500)와 맞물린 제2 유성기어(600), 상기 제2 유성기어(600)와 맞물린 제3 유성기어(700), 상기 캐리어(200)와 동심이며 상기 제1 선기어(300)에 병렬로 마련되고 상기 제3 유성기어(700)와 맞물린 제2 선기어(400)를 포함한다.The reduction device according to the present invention is a reduction device realized from a high ratio to a low ratio without a ring gear, and as shown in FIGS. The provided first sun gear 300 , the first planetary gear 500 meshed with the first sun gear 300 , the second planetary gear 600 meshed with the first planetary gear 500 , the second planetary gear 600 . ) and a third planetary gear (700), concentric with the carrier (200), provided in parallel to the first sun gear (300), and includes a second sun gear (400) meshed with the third planetary gear (700) .

상기 제1 선기어(300)의 잇수와 상기 제2 선기어(400)의 잇수는 1개 이상 차이가 나게 마련되며, 상기 캐리어(200)의 일측에 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되고 n개 세트로 배치되며, 상기 제2 유성기어(600)의 이끝원은 상기 제1 선기어(300)와 상기 제2 선기어(400)의 이끝원과 분리되어 마련된다. 한편, 도 2에서는 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)가 3개의 세트로 마련된 구성을 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 2개 또는 4개 이상의 세트로 마련될 수도 있다.The number of teeth of the first sun gear 300 and the number of teeth of the second sun gear 400 are provided to have a difference of one or more, and the first, second, and third planetary gears 500 on one side of the carrier 200 , 600 , 700 are supported at different positions to be able to rotate and revolve and are arranged in n sets, and the tip circle of the second planetary gear 600 is the first sun gear 300 and the second sun gear (400) is provided separately from the end circle. Meanwhile, although FIG. 2 shows a configuration in which the first, second, and third planetary gears 500 , 600 , and 700 are provided in three sets, the present invention is not limited thereto, and may be provided in two or four or more sets. there is.

본 발명에 따른 감속장치에서는 제1 형식으로서, 상기 캐리어(200)가 입력으로 기능하며, 상기 제1 선기어(300)가 고정되고, 상기 제2 선기어(400)가 출력으로 기능 하도록 마련될 수 있다. 또, 본 발명에 따른 유성기어장치에서는 제2 형식으로서, 상기 캐리어(200)가 입력이고, 상기 제2 선기어(400)가 고정이고, 상기 제1 선기어(300)를 출력으로 기능하도록 마련될 수 있다.In the reduction device according to the present invention, as a first type, the carrier 200 may function as an input, the first sun gear 300 may be fixed, and the second sun gear 400 may function as an output. . In addition, in the planetary gear device according to the present invention, as a second type, the carrier 200 is an input, the second sun gear 400 is fixed, and the first sun gear 300 may be provided to function as an output. there is.

또한, 본 발명에 따른 감속장치에서는 상기 제1, 제2 선기어(300, 400)들과 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)들은 동일 모듈로 마련할 수도 있다.In addition, in the reduction device according to the present invention, the first and second sun gears 300 and 400 and the first, second, and third planetary gears 500 , 600 and 700 may be provided in the same module.

한편, 본 발명에 따른 감속장치에서는 상기 제1, 제2 선기어(300, 400)들과 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)들은 인볼류트 치형(involute tooth), 사이클로이드 치형(cycloidal tooth), 직선형 톱니부, 나선형형 톱니부 중의 어느 하나의 형태로 마련될 수도 있다. On the other hand, in the reduction device according to the present invention, the first and second sun gears 300 and 400 and the first, second, and third planetary gears 500, 600 and 700 have involute teeth, It may be provided in the form of any one of a cycloidal tooth, a straight toothed portion, and a helical toothed portion.

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다음에, 본 발명에 따른 감속장치에서 기어속비와 자동체결(Self-Locking) 기능에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.Next, the gear speed ratio and the self-locking function in the reduction device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형식 기어속비와 자동체결(Self-Locking)기능을 도시한 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 V-V 선을 따라 절단하여 도시한 단면도이고, 도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형식 기어속비와 자동체결(Self-Locking) 기능을 도시한 단면도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 I-I 선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.3A is a cross-sectional view illustrating a first type gear speed ratio and a self-locking function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line V-V shown in FIG. 3A, and FIG. 4a is a cross-sectional view illustrating a second type gear speed ratio and a self-locking function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4b is a cross-sectional view taken along the line I-I shown in FIG. 4A.

도 3a, 도 3b 및 도 4a, 도 4b에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 감속장치는 캐리어(200), 제1 선기어(300), 제2 선기어(400), 제1 유성기어(500), 제2 유성기어(600), 제3 유성기어(700)를 포함하며, 상기 캐리어(200), 상기 제1 선기어(300), 상기 제2 선기어(400) 중 입력, 출력, 고정의 위치에 따라 도 3에 도시된 제1 형식(800)과 도 4에 도시된 제2 형식(900)의 기어속비로 나누어지며, 상기 제1 선기어(300)의 잇수와 상기 제2 선기어(400)의 잇수에 따라 방향과 속도가 다른 출력이 나오게 된다. As shown in FIGS. 3A, 3B and 4A and 4B , the reduction device according to the present invention includes a carrier 200 , a first sun gear 300 , a second sun gear 400 , and a first planetary gear 500 . , a second planetary gear 600 , and a third planetary gear 700 , and among the carrier 200 , the first sun gear 300 , and the second sun gear 400 , input, output, and fixed positions. Accordingly, it is divided into gear speed ratios of the first type 800 shown in FIG. 3 and the second type 900 shown in FIG. 4 , the number of teeth of the first sun gear 300 and the number of teeth of the second sun gear 400 . Depending on the direction and speed, the output is different.

상기 제1 형식(800)의 기어속비는 도 3a 및 도 3b에서 도시한 바와 같이, 입력기어(190)에 연결된 캐리어(200)가 회전하면, 상기 캐리어(200)에 지지되어 있는 상기 제1 유성기어(500)가 고정된 하우징(101)에 볼트(950)로 체결된 상기 제1 선기어(300)의 둘레로 자전과 공전을 하면서 맞물려 있는 상기 제2 유성기어(600)를 회전시키고, 상기 제2 유성기어(600)는 맞물려 있는 상기 제3 유성기어(700)를 회전시키고, 상기 제3 유성기어(700)는 맞물려 있는 상기 제2 선기어(400)를 회전하게 만들어 상기 제2 선기어(400)와 함께 축(103)이 출력 회전하게 된다. 한편, 도 3에서, 부호 (201)은 캐리어 회전지지대이다. The gear speed ratio of the first type 800 is, as shown in FIGS. 3A and 3B , when the carrier 200 connected to the input gear 190 rotates, the first planetary planet supported by the carrier 200 is rotated. Rotating the second planetary gear 600 that is engaged while rotating and revolving around the first sun gear 300 fastened to the housing 101 to which the gear 500 is fixed with a bolt 950, 2 The planetary gear 600 rotates the meshed third planetary gear 700 , and the third planetary gear 700 rotates the meshed second sun gear 400 to rotate the second sun gear 400 . The shaft 103 rotates with the output. Meanwhile, in FIG. 3 , reference numeral 201 denotes a carrier rotation support.

이때, 상기 제3 유성기어(700)는 제1 유성기어(500)와 동일한 잇수만큼 회전하기 때문에 캐리어(200)가 1 회전할 때, 제2 선기어(400)의 회전수는 고정된 제1 선기어(300)에 대하여 잇수 차이만큼의 편차 상대회전운동을 하게 되어, 상기 제1 선기어(300)와 제2 선기어(400)의 잇수 차이가 곧 입력과 출력의 회전수 차이가 된다. 이것이 제1 형식(800)의 기어속비이다.At this time, since the third planetary gear 700 rotates by the same number of teeth as the first planetary gear 500 , when the carrier 200 rotates once, the rotational speed of the second sun gear 400 is fixed to the first sun gear (300), the deviation relative rotational movement is made by the difference in the number of teeth, so that the difference in the number of teeth between the first sun gear 300 and the second sun gear 400 becomes the difference in the number of rotations between the input and output. This is the gear ratio of the first type (800).

도 3에 도시된 제1 형식(800)의 기어속비를 식으로 나타내면 하기 식(1-1)과 같다.The gear speed ratio of the first type 800 shown in FIG. 3 is expressed as the following equation (1-1).

R1 = Z2/(Z2-Z1) … 식(1-1)R1 = Z2/(Z2-Z1) … Formula (1-1)

(여기서 R1 : 제1 형식의 기어속비, Z1 : 제1 선기어의 잇수, Z2 : 제2 선기어의 잇수)(where R1: gear ratio of the first type, Z1: number of teeth of the first sun gear, Z2: number of teeth of the second sun gear)

상기 제1 형식(800)의 기어속비에서, 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 상기 제1 선기어(300)의 잇수보다 많고 상기 제2 선기어의 잇수(400)에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 뺀 값이 상기 제1 선기어(300)의 잇수보다 적은 경우 출력의 방향과 속도는 동방향의 감속이 되며, 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 상기 제1 선기어(300)의 잇수보다 많고 상기 제1 선기어(300)의 잇수에서 상기 제2 선기어(400)의 잇수를 뺀 값이 상기 제2 선기어(400)의 잇수보다 적은 경우 방향과 출력의 속도는 역방향의 감속이 된다.In the gear speed ratio of the first type 800 , the number of teeth of the second sun gear 400 is greater than the number of teeth of the first sun gear 300 , and the number of teeth of the second sun gear 400 is higher than that of the first sun gear 300 . When the value minus the number of teeth of is less than the number of teeth of the first sun gear 300 , the direction and speed of the output are decelerated in the same direction, and the number of teeth of the second sun gear 400 is the number of teeth of the first sun gear 300 . When the number of teeth of the second sun gear 400 is greater than the number of teeth of the first sun gear 300 and less than the number of teeth of the second sun gear 400 , the speed of the direction and output is decelerated in the reverse direction.

상기 내용을 정리하면,Summarizing the above,

Z1 < Z2 이고 (Z2-Z1) < Z2 경우, 출력은 동방향의 감속If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z2, the output is decelerated in the same direction

Z1 > Z2 이고 (Z1-Z2) < Z2인 경우, 출력은 역방향 감속When Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output decelerates in the reverse direction

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(여기서 Z1 : 제1 선기어의 잇수, Z2 : 제2 선기어의 잇수)(where Z1: the number of teeth of the first sun gear, Z2: the number of teeth of the second sun gear)

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 예 1에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수가 49개이고 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 50개일 때 기어속비는 50/(50-49)=50/1로, 상기 입력 캐리어(200)가 50 회전할 때 상기 제2 선기어(400)의 출력은 1회전으로 고비율의 감속비가 나오며 방향과 속도는 동방향의 감속이 된다.As shown in Table 1 below, in Example 1, when the number of teeth of the first sun gear 300 is 49 and the number of teeth of the second sun gear 400 is 50, the gear speed ratio is 50/(50-49)=50/1 Thus, when the input carrier 200 rotates 50 times, the output of the second sun gear 400 is one rotation with a high reduction ratio, and the direction and speed are decelerated in the same direction.

또한, 예 2에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수가 50개이고 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 26개일 때 기어속비는 26/(26-50)=(-1.08333)으로, 상기 입력 캐리어(200)가 (-1.08333) 회전할 때 상기 제2 선기어(400)의 출력은 1회전으로 저비율의 감속비가 나오며, (-)는 역방향을 의미하는 것으로 방향과 속도는 역방향의 감속이 된다. Also, in Example 2, when the number of teeth of the first sun gear 300 is 50 and the number of teeth of the second sun gear 400 is 26, the gear speed ratio is 26/(26-50)=(-1.08333), and the input carrier When (200) rotates (-1.08333), the output of the second sun gear 400 produces a low-ratio reduction ratio for one rotation, and (-) indicates a reverse direction, and the direction and speed are deceleration in the reverse direction.

이를 비교해 보면 표 1과 같다. 표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 형식의 고비율 및 저비율을 나타낸다.Table 1 compares them. Table 1 shows the high ratio and the low ratio of the first type according to an embodiment of the present invention.

제1 형식first form 예 1Example 1 예 2Example 2 Z1Z1 4949 5050 Z2Z2 5050 2626 기어속비 R1gear ratio R1 5050 -1.08333-1.08333 결과result 동방향 감속East deceleration 역방향 감속reverse deceleration 비고note 고비율high rate 저비율low rate

상기 표 1에서 '-' 부호는 입력되는 회전 방향 대비 출력은 역회전을 의미한다.
상기 표 1에서 알 수 있듯이 기어의 잇수를 조금만 달리하여도 고비율 감속, 저비율 감속의 다양한 기어 비율이 되는 것을 쉽게 알 수 있다.In Table 1, a '-' sign means that the output is reverse rotation compared to the input rotation direction.
As can be seen from Table 1, it can be easily seen that even a small change in the number of teeth of the gear results in various gear ratios of high-ratio deceleration and low-ratio deceleration.

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여기서, 상기 제2 선기어(400)를 입력으로 바꾸어 회전시키면, 상기 제2 선기어(400)와 맞물린 상기 제3 유성기어(700)가 자전하게 되고, 상기 제3 유성기어(700)는 맞물려 있는 상기 제2 유성기어(600)를 자전시키고, 상기 제2 유성기어(600)는 맞물려 있는 상기 제1 유성기어(500)를 자전시키고, 상기 제1 유성기어(500)는 맞물려 있는 상기 제1 선기어(300)를 회전시킨다.Here, when the second sun gear 400 is changed to an input and rotated, the third planetary gear 700 meshed with the second sun gear 400 rotates, and the third planetary gear 700 is the meshed The second planetary gear 600 rotates, the second planetary gear 600 rotates the meshed first planetary gear 500, and the first planetary gear 500 rotates the meshed first sun gear ( 300) is rotated.

이때, 상기 제1 선기어(300)는 고정되어 있어 회전시킬 수 없기에, 상기 제1 유성기어(500)는 상기 제1 선기어(300)와의 맞물림을 벗어나려 하고 상기 캐리어(200)가 지지하고 있는 지지점에서 이탈시키려는 현상이 발생하게 된다.At this time, since the first sun gear 300 is fixed and cannot be rotated, the first planetary gear 500 tries to escape from meshing with the first sun gear 300 and is supported by the carrier 200 . The phenomenon of trying to escape from it occurs.

그렇지만, 이러한 현상은 상기 제1 유성기어(500)가 상기 캐리어(200)의 지지점에서 이탈할 수 없고, 상기 제1 선기어(300)와의 맞물림을 벗어날 수 없으므로, 고정된 상기 제1 선기어(300)에서 회전이 멈추게 되어, 상기 제2 선기어(400)의 입력으로 바꾸어 회전시키는 것은 실현되지 못하고 정지된 회전 0(Zero)의 증속 불가능 상태로 증속비가 0(Zero)인 역전방지의 자동체결(Self-Locking) 기능이 된다.
좀더 구체적으로 설명하면 상기 제1 또는 제2선기어 중 어느 하나를 입력으로 바꾸었을 때 선기어에 회전 입력이 들어와도 회전할 수 없는 정지 상태가 되는 것이다.However, in this phenomenon, since the first planetary gear 500 cannot deviate from the support point of the carrier 200 and cannot deviate from meshing with the first sun gear 300, the first sun gear 300 is fixed. rotation is stopped at , and rotation by changing the input of the second sun gear 400 is not realized. Locking) function.
More specifically, when any one of the first and second sun gears is changed to an input, even if a rotation input is inputted to the sun gear, it is in a stationary state in which rotation is impossible.

상기 제2 형식의 기어속비는 도 4a 및 도 4b에서 도시한 바와 같이, 입력으로 상기 캐리어(200)가 회전하면, 상기 캐리어(200)에 지지되어 있는 상기 제3 유성기어(700)가 고정된 하우징커버(102)에 볼트(950)로 체결된 상기 제2 선기어(400)의 둘레로 자전과 공전을 하면서 맞물려 있는 상기 제2 유성기어(600)를 회전시키고, 상기 제2 유성기어(600)는 맞물려 있는 상기 제1 유성기어(500)를 회전시키고, 상기 제1 유성기어(500)는 맞물려 있는 상기 제1 선기어(300)를 회전하게 만들어 상기 제1 선기어(300)와 함께 축(103)이 출력 회전하게 된다.As shown in FIGS. 4A and 4B, when the carrier 200 rotates as an input, the third planetary gear 700 supported on the carrier 200 is fixed to the second type of gear speed ratio. Rotating the second planetary gear 600 engaged while rotating and revolving around the second sun gear 400 fastened to the housing cover 102 with a bolt 950, and the second planetary gear 600 rotates the meshed first planetary gear 500, and the first planetary gear 500 rotates the meshed first sun gear 300 to rotate the shaft 103 together with the first sun gear 300. This output will rotate.

이때, 상기 제1 유성기어(500)는 제3 유성기어(700)와 동일한 잇수만큼 회전하기 때문에 상기 캐리어(200)가 1 회전할 때 상기 제1 선기어(300)의 회전수는 고정된 상기 제2 선기어(400)에 대하여 잇수 차이만큼의 편차 상대회전운동을 하게 되어, 상기 제1 선기어(300)와 상기 제2 선기어(400)의 잇수 차이가 곧 입력과 출력의 회전수 차이가 된다. 이것이 제2 형식(900)의 기어속비이다.At this time, since the first planetary gear 500 rotates by the same number of teeth as the third planetary gear 700 , the number of rotations of the first sun gear 300 is fixed when the carrier 200 rotates once. The two sun gear 400 is subjected to a deviation relative rotational movement corresponding to the difference in the number of teeth, so that the difference in the number of teeth between the first sun gear 300 and the second sun gear 400 becomes the difference in the number of revolutions between the input and output. This is the gear ratio of the second type (900).

상기 제2 형식(900)의 기어속비를 식으로 나타내면 하기의 식 (1-2)와 같다.When the gear speed ratio of the second type 900 is expressed as an equation, the following equation (1-2) is obtained.

R2 = Z1/(Z1-Z2) … 식 (1-2)R2 = Z1/(Z1-Z2) … Formula (1-2)

(여기서 R2 : 제2 형의 기어속비, Z1 : 제1 선기어의 잇수, Z2 : 제2 선기어의 잇수)(where R2: gear speed ratio of type 2, Z1: number of teeth of first sun gear, Z2: number of teeth of second sun gear)

상기 제2 형식(900)의 기어속비에서, 상기 제1 선기어(300)의 잇수가 상기 제2 선기어(400)의 잇수보다 많고 상기 제1 선기어의 잇수(300)에서 상기 제2 선기어(400)의 잇수를 뺀 값이 상기 제2 선기어(400)의 잇수보다 적은 경우 출력의 방향과 속도는 동방향의 감속이 되며, 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 상기 제1 선기어(300)의 잇수보다 많고 상기 제2 선기어(400)의 잇수에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 뺀 값이 상기 제1 선기어(300)의 잇수보다 적은 경우 출력의 방향과 속도는 역방향의 감속된In the gear speed ratio of the second type 900 , the number of teeth of the first sun gear 300 is greater than the number of teeth of the second sun gear 400 , and the number of teeth of the first sun gear 300 is higher than that of the second sun gear 400 . When the value obtained by subtracting the number of teeth of the second sun gear 400 is less than the number of teeth of the second sun gear 400 , the direction and speed of the output are decelerated in the same direction, and the number of teeth of the second sun gear 400 is the number of teeth of the first sun gear 300 . If more and the number of teeth of the second sun gear 400 minus the number of teeth of the first sun gear 300 is less than the number of teeth of the first sun gear 300, the direction and speed of the output are reversely decelerated.

상기 내용을 정리하면,Summarizing the above,

Z1 > Z2 이고 (Z1-Z2) < Z2 경우, 출력은 동방향의 감속If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output is decelerated in the same direction

Z1 < Z2 이고 (Z2-Z1) < Z1인 경우, 출력은 역방향 감속When Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output decelerates in the reverse direction

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예를 들어, 하기 표 2의 도시와 같이 예 5에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수가 100개이고 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 99개일 때 기어속비는 100/(100-99)=100/1으로, 입력 캐리어(200)가 100 회전할 때 상기 제1 선기어(300)의 출력은 1회전하는 고비율의 감속비가 나오며 방향과 속도는 동방향의 감속이 된다.For example, as shown in Table 2 below, in Example 5, when the number of teeth of the first sun gear 300 is 100 and the number of teeth of the second sun gear 400 is 99, the gear speed ratio is 100/(100-99)= As 100/1, when the input carrier 200 rotates 100 times, the output of the first sun gear 300 has a high reduction ratio of one rotation, and the direction and speed are decelerated in the same direction.

또한, 예 6에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수가 51개이고 상기 제2 선기어(400)의 잇수가 100개일 때, 기어속비는 51/(51-100)= (-1.0408)로 입력의 상기 캐리어(200)가 (-1.0408) 회전할 때 상기 제1 선기어(300)의 출력은 1 회전하는 저비율의 감속비가 나오며, (-)는 역방향을 의미하는 것으로 방향과 속도는 역방향의 감속이 된다.Also, in Example 6, when the number of teeth of the first sun gear 300 is 51 and the number of teeth of the second sun gear 400 is 100, the gear speed ratio is 51/(51-100) = (-1.0408). When the carrier 200 rotates (-1.0408), the output of the first sun gear 300 produces a reduction ratio with a low ratio of one rotation, and (-) means the reverse direction, and the direction and speed are deceleration in the reverse direction. .

이를 비교해 보면 표 2와 같다. 표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 형식의 고비율 및 저비율의 예시를 나타낸다.Table 2 shows the comparison. Table 2 shows examples of the high ratio and the low ratio of the second type according to an embodiment of the present invention.

제2 형식2nd form 예 5Example 5 예 6Example 6 Z1Z1 100100 5151 Z2Z2 9999 100100 기어속비 R2gear ratio R2 100100 -1.0408-1.0408 결과result 동방향 감속East deceleration 역방향 감속reverse deceleration 비교comparison 고비율high rate 저비율low rate

상기 표 2에서 '-'부호는 입력되는 회전 방향 대비 출력은 역회전을 의미한다.In Table 2, the '-' sign means that the output is reverse rotation compared to the input rotation direction.

상기 표 2에서 알 수 있듯이 기어의 잇수를 조금만 달리하여도 고비율 감속, 저비율 감속이 되는 것을 쉽게 알 수 있다.
여기서, 상기 제1 선기어(300)를 입력으로 바꾸어 회전시키면, 상기 제1 선기어(300)와 맞물린 상기 제1 유성기어(500)가 자전하게 되고, 상기 제1 유성기어(500)는 맞물려 있는 상기 제2 유성기어(600)를 자전시키고, 상기 제2 유성기어(600)는 맞물려 있는 상기 제3 유성기어(700)를 자전시키고, 상기 제3 유성기어(700)는 맞물려 있는 상기 제2 선기어(400)를 회전시킨다.As can be seen from Table 2 above, it can be easily seen that the high-ratio deceleration and the low-ratio deceleration are achieved even when the number of teeth of the gear is slightly changed.
Here, when the first sun gear 300 is changed to an input and rotated, the first planet gear 500 meshed with the first sun gear 300 rotates, and the first planet gear 500 is meshed with the first planet gear 500 . The second planetary gear 600 rotates, the second planetary gear 600 rotates the meshed third planetary gear 700, and the third planetary gear 700 rotates the meshed second sun gear ( 400) is rotated.

이때, 상기 제2 선기어(400)는 고정되어 있어 회전시킬 수 없기에, 상기 제3 유성기어(700)는 상기 제2 선기어(400)와의 맞물림을 벗어나려 하고 상기 캐리어(200)가 지지하고 있는 지지점에서 이탈시키려는 현상이 발생하게 된다.At this time, since the second sun gear 400 is fixed and cannot be rotated, the third planetary gear 700 tries to deviate from meshing with the second sun gear 400 and the support point supported by the carrier 200 . The phenomenon of trying to escape from it occurs.

그렇지만, 이러한 현상은 상기 제3 유성기어(700)가 상기 캐리어(200)의 지지점에서 이탈할 수 없고, 상기 제2 선기어(400)와의 맞물림을 벗어날 수 없으므로, 고정된 상기 제2 선기어(400)에서 회전이 멈추게 되어, 상기 제1 선기어(300)를 입력으로 바꾸어 회전시키는 것은 실현되지 못하고 정지된 회전 0(Zero)의 증속 불가능 상태로 증속비가 0(Zero)(입력으로 사용되는 선기어 자체가 회전할 수 없는 정지 상태)인 역전방지의 자동체결(Self-Locking) 기능이 된다.
좀더 구체적으로 설명하면 상기 제1 또는 제2선기어 중 어느 하나를 입력으로 바꾸었을 때 선기어에 회전 입력이 들어와도 회전할 수 없는 정지 상태가 되는 것이다.However, in this phenomenon, since the third planetary gear 700 cannot deviate from the support point of the carrier 200 and cannot escape meshing with the second sun gear 400, the second sun gear 400 is fixed. rotation is stopped, and the rotation of the first sun gear 300 by changing it into an input is not realized, and the speed increase ratio is 0 (the sun gear itself used as an input rotates) It becomes a self-locking function to prevent reversing, which is a stop condition that cannot be done.
More specifically, when any one of the first and second sun gears is changed to an input, even if a rotation input is inputted to the sun gear, it is in a stationary state in which rotation is impossible.

도 1 및 도 2에 도시된 실시 예와 같이 본 발명에 따른 유성기어장치에서 선기어들(300, 400)과 유성기어들(500, 600, 700)은 동일 모듈의 인볼류트 치형으로 직선형 톱니부를 구비하고 있다. 1 and 2, in the planetary gear apparatus according to the present invention, the sun gears 300, 400 and the planetary gears 500, 600, 700 are involute teeth of the same module and have straight teeth. are doing

한편, 도 5에 도시한 실시 예에서는 상기 선기어들(300, 400)과 유성기어들(500, 600, 700)이 동일한 모듈을 가지는 나선형 톱니로 이루어진다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 나선형 톱니부를 구비한 기어들을 도시한 사시도이다.Meanwhile, in the embodiment shown in FIG. 5 , the sun gears 300 , 400 and the planet gears 500 , 600 , 700 are formed of helical teeth having the same module. 5 is a perspective view showing gears having helical teeth according to an embodiment of the present invention.

또, 도 6에 도시한 실시 예에서는 상기 선기어들(300, 400)과 유성기어들(500, 600, 700)이 사이클로이드 치형을 구비하고 있으며, 제2 유성기어(600)의 이끝원은 상기 선기어들(300, 400)의 이끝원과 중첩되지 않게 분리되어 마련된다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사이클로이드 치형을 구비하여 도시한 사시도이다.In addition, in the embodiment shown in FIG. 6 , the sun gears 300 , 400 and the planet gears 500 , 600 , 700 have cycloid teeth, and the tip circle of the second planet gear 600 is the sun gear. It is provided separately so as not to overlap the two end circles of the (300, 400). 6 is a perspective view showing a cycloidal tooth according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 유성기어장치에서 상술한 기어들(300, 400, 500, 600, 700)은 중심 거리들을 조정할 수 있어 표준기어나 전위기어 모두 어떠한 제약 조건 없이 제작할 수 있으며, 외접기어로만 이루어져 있어 통상의 기술자라면 누구나 쉽게 제작할 수 있는 것을 나타낸다. 즉, 기어를 제작하기 위해 기어들 각각의 잇수를 선정하게 되고, 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)가 몇 개의 세트 개수로 등간격 배치될 것인지 선정할 수 있다. 본 발명에 따른 감속장치에서 상기 제1 선기어(300)의 잇수와 상기 제2 선기어(400)의 잇수에 따라 기어속비가 정해질 뿐 아니라 유성기어의 세트 개수 등간격 배치에도 상관관계가 있어, 제1 선기어(300)의 잇수에서 상기 제2 선기어(400)의 잇수를 뺀 값이 유성기어 세트 개수(n)의 배수로 지정하면, 상기 제1 선기어(300)의 잇수와 상기 제2 선기어(400)의 잇수는 하기의 식 (1-3)과 같이 결정될 수 있다.The gears 300, 400, 500, 600, and 700 described above in the planetary gear device according to the present invention can adjust the center distances, so that both standard gears and translocation gears can be manufactured without any restrictions, and they consist only of external gears, so it is usually It represents something that anyone can easily manufacture. That is, the number of teeth of each of the gears is selected to manufacture the gear, and the number of sets of the first, second, and third planetary gears 500 , 600 , 700 can be selected to be arranged at equal intervals. . In the reduction device according to the present invention, the gear speed ratio is determined according to the number of teeth of the first sun gear 300 and the number of teeth of the second sun gear 400, and there is a correlation between the number of sets of planetary gears and the arrangement at equal intervals. If a value obtained by subtracting the number of teeth of the second sun gear 400 from the number of teeth of the first sun gear 300 is designated as a multiple of the number of planetary gear sets (n), the number of teeth of the first sun gear 300 and the number of teeth of the second sun gear 400 The number of teeth of may be determined as shown in Equation (1-3) below.

Z1 - Z2 = n의 배수…(식 1-3)Z1 - Z2 = multiples of n... (Equation 1-3)

(여기서 Z1 : 제1 선기어의 잇수, Z2 : 제2 선기어의 잇수, n : 유성기어 세트 개수)(where Z1: the number of teeth of the first sun gear, Z2: the number of teeth of the second sun gear, n: the number of planetary gear sets)

일반적으로, 상기 유성기어를 n(1, 2, 3, 4, 5) 세트 개수로 등간격으로 배치하려면, 상기 제1 선기어(300)의 잇수(Z1)를 임의의 값으로 정하고, 유성기어의 세트 개수가 n의 배수가 되도록 하고, 목표 기어비의 근사값을 탐색하여 선정하면 식 (1-3)에 의해 상기 제2 선기어(400)의 잇수(Z2)가 결정되며, 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)의 잇수는 세트 간 중첩되지 않게 동일한 잇수로 자유로이 선정하면 된다.In general, in order to arrange the planetary gears at equal intervals in the number of sets of n (1, 2, 3, 4, 5), the number of teeth Z1 of the first sun gear 300 is set to an arbitrary value, and the When the number of sets is set to be a multiple of n and an approximate value of the target gear ratio is searched and selected, the number of teeth Z2 of the second sun gear 400 is determined by Equation (1-3), and the first, second, The number of teeth of the third planetary gears 500 , 600 , 700 may be freely selected with the same number of teeth so as not to overlap between sets.

예를 들면, 도 7에 도시한 실시 예와 같이, 유성기어의 세트 개수를 n = 3으로 하고, 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 50개로 임의로 정하여 상기 제2 선기어(400)의 잇수를 선정해 보면, 상기 식 (1-3)에 의해 n은 양의 배수로 3, 6, 9, 12가 있고 음의 배수로는 -3, -6, -9, -12 등이 있다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유성기어 등간격 세트 개수 n개 배치를 도시한 정면도이다.For example, as in the embodiment shown in FIG. 7 , the number of sets of planetary gears is n = 3, the number of teeth of the first sun gear 300 is arbitrarily set to 50, and the number of teeth of the second sun gear 400 is increased. When selected, according to Equation (1-3), n is a positive multiple of 3, 6, 9, and 12, and a negative multiple is -3, -6, -9, -12, etc. 7 is a front view showing the arrangement of the number of n sets of planetary gears equally spaced according to an embodiment of the present invention.

따라서, 상기 제2 선기어(400)의 잇수를 양의 배수 기준으로 선정해 보면 53, 56, 59, 62 등이 있고, 음의 배수를 기준으로 선정해 보면 47, 44, 41, 38 등이 있다. 이 중 목표 기어비의 근사값에 맞는 잇수를 선정하면 된다.Therefore, when the number of teeth of the second sun gear 400 is selected as a positive multiple, there are 53, 56, 59, 62, etc., and when a negative multiple is selected as a criterion, there are 47, 44, 41, 38, etc. . Among them, the number of teeth suitable for the approximate value of the target gear ratio is selected.

도 7에 도시한 바와 같은 실시 예에서는 제2 선기어(400)의 잇수를 41개로 선정하였고, 제1 세트의 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)의 잇수는 각각 15, 15, 21개로 임의 선정하였으며, 제2 세트의 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)의 잇수도 상기 제1 세트의 유성기어(500, 600, 700)와 잇수가 같아야 하므로 각각 15, 15, 21개로 선정하고, 제3 세트의 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)의 잇수도 각각 15, 15, 21개로 하면 된다. 여기서, 유성기어들의 잇수는 12, 13 14, 15,… 20, 21,… 32, 33 등과 같이 임의의 잇수를 자유로이 선정하면 되나, 기어이(齒)의 중첩이나 실시 예에서 보여주지 않는 부분에서 타부품과의 맞물림 문제없이 제작하여야 함은 동분야에서 통상의 기술자라면 누구나 쉽게 알 수 있는 내용이므로 구체적으로 언급하지 않고 생략하기로 한다.7, the number of teeth of the second sun gear 400 is selected to be 41, and the number of teeth of the first, second, and third planetary gears 500, 600, and 700 of the first set is 15, respectively. . Since they should be the same, 15, 15, and 21 are selected, respectively, and the number of teeth of the first, second, and third planetary gears 500, 600, and 700 of the third set is set to 15, 15, and 21, respectively. Here, the number of teeth of the planetary gears is 12, 13 14, 15,… 20, 21,… Any number of teeth, such as 32 or 33, can be freely selected, but it is easy for any person skilled in the art to know that the gear teeth must be overlapped or must be manufactured without meshing problems with other parts in areas not shown in the examples. Since it is possible, it will be omitted without specifically mentioning it.

추가로, 예를 들어 상기 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)의 세트 개수를 n = 5로 하고, 상기 제2 선기어(400)의 잇수는 51개로 임의 정하고, 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 선정해 보면, 상기 식 (1-3)에 의해 세트 개수 5의 양의 배수는 5, 10, 15 등과 같고, 음의 배수는 -5, -10, -15 등과 같으므로, 양의 배수를 적용하여 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 선정해보면 56, 61, 66, … 등이 되고, 음의 배수를 적용하여 상기 제1 선기어(300)의 잇수를 선정해보면 46, 41, 36, … 등이 되어 이 중 목표 기어비의 근사값에 맞는 잇수를 선정하면 된다. 여기에서도, 유성기어의 잇수는 상기 설명한 내용과 같이 자유롭게 선정하면 된다.In addition, for example, the number of sets of the first, second, and third planetary gears 500, 600, and 700 is set to n = 5, and the number of teeth of the second sun gear 400 is arbitrarily determined to be 51; When the number of teeth of the first sun gear 300 is selected, positive multiples of the number of sets 5 are equal to 5, 10, 15, etc., and negative multiples are -5, -10, -15 according to Equation (1-3). Since the number of teeth of the first sun gear 300 is selected by applying a positive multiple, 56, 61, 66, ... If the number of teeth of the first sun gear 300 is selected by applying a negative multiple, 46, 41, 36, ... It is enough to select the number of teeth suitable for the approximate value of the target gear ratio among them. Here too, the number of teeth of the planetary gear may be freely selected as described above.

다음에, 유성기어 세트 개수에 따른 기어이 맞물림에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.Next, the gear tooth meshing according to the number of planetary gear sets will be described with reference to FIG. 8 .

도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각 변경 후 유성기어 세트 개수 n개 배치를 도시한 정면도이고, 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각 변경 전 기어이 맞물림 불가능을 도시한 정면도이고, 도 8c는 도 8a에 따른 측면을 도시한 측면도이고, 도 8d는 도 8c에 따른 P-P를 따라 절단하여 도시한 단면도이고, 도 8e는 도 8c에 따른 W-W를 따라 절단하여 도시한 단면도이며, 도 8f는 본 발명의 실시 예에 따른 사잇각의 위치를 도시한 정면도이다. 또, 도 8에서 A는 기어이 맞물림 정상 위치를 나타내고, B는 기어이 맞물림 불가능 위치이며, C는 기어이 맞물림 불가능 위치를 각각 나타낸다.8A is a front view showing the arrangement of the number n of planetary gear sets after changing the angle between the two according to an embodiment of the present invention, and FIG. is a side view showing the side according to FIG. 8A, FIG. 8D is a cross-sectional view taken along P-P according to FIG. 8C, FIG. 8E is a cross-sectional view taken along W-W according to FIG. 8C, and FIG. 8F is the view It is a front view showing the position of the angle between the angles according to an embodiment of the invention. In addition, in FIG. 8, A represents a gear-toothed normal position, B is a gear-tooth non-engageable position, and C represents a gear-tooth non-engageable position, respectively.

도 8a에 도시된 실시 예에서는 상기 제1 선기어(300)의 잇수 50개, 상기 제2 선기어(400)의 잇수 49개, 유성기어 세트 개수를 n = 3으로 배치하고 있는 것을 도시하고 있으며 기어들 사이에 정확한 기어이 맞물림을 보여주고 있다.In the embodiment shown in FIG. 8A , the number of teeth of the first sun gear 300 is 50, the number of teeth of the second sun gear 400 is 49, and the number of planetary gear sets is n = 3, and the gears It shows the correct gear tooth meshing between them.

상기 제1 선기어(300)와 상기 제2 선기어(400)의 잇수차가 1개이므로 상기 식 (1-3)에 의해 유성기어의 세트 개수는 1개가 배치되어야 하나, 도 8b 내지 도 8f에 도시한 바와 같이 세트 개수 3개를 등간격으로 배치하면 도 8b에 도시한 바와 같이 제1 세트의 A 위치만 기어이 맞물림에 문제가 없고, 제2 세트의 B 위치와 제3 세트의 C 위치는 기어이 맞물림이 불가능하여 조립할 수 없는 문제가 발생하게 된다.Since the number of teeth between the first sun gear 300 and the second sun gear 400 is one, the number of sets of planetary gears should be one according to Equation (1-3), but as shown in FIGS. 8B to 8F As shown in Fig. 8b, if three sets are arranged at equal intervals, there is no problem in gear tooth meshing only at the A position of the first set, and the B position of the second set and the C position of the third set have gear teeth meshing as shown in Fig. 8b. It is impossible to assemble, resulting in a problem that cannot be assembled.

또한, 상기와 같이 선기어의 잇수가 1개 차이 나는 경우 기어속비가 최대가 나옴에도 불구하고, 유성기어 세트 개수 1개만 배치하였을 경우 저속을 하게 되면 문제없겠지만, 고속 회전을 하게 되면 과도한 진동이 발생하고 내구성이 떨어져 문제가 발생할 수 밖에 없다.In addition, as described above, when the number of teeth of the sun gear differs by one, even though the gear ratio is maximum, if only one set of planetary gears is arranged, there will be no problem if the speed is low, but excessive vibration occurs when the number of teeth is high. The durability is low and problems are bound to arise.

따라서, 상기 문제들을 해결하기 위해 도 8f에 도시한 실시 예와 같이 상기 캐리어(200)에서 기어의 중심과 중심을 연결한 직선들의 '사잇각 변경'을 이용하여 상기 식(1-3)의 조건과 상관없는 유성기어 세트 개수 n 개로 결정하는 것을 포함하여 설명한다.Therefore, in order to solve the above problems, as in the embodiment shown in FIG. 8F , the condition of Equation (1-3) and It will be described including determining the number of irrelevant planetary gear sets to be n.

우선, '사잇각 변경'은 도 8f에서 도시한 바와 같이 상기 캐리어(200)에서 제1 세트 위치 또는 제2 세트 위치 또는 제3 세트 위치에서 기어의 중심과 중심을 연결한 직선들 사이에 끼어있는 각도를 변경하는 것으로, 상기 제1 세트 위치의 제2 유성기어(600)를 기준으로 예를 들면, 제1 유성기어(500)의 중심에서 제2 유성기어 중심까지 연결한 직선과 상기 제3 유성기어의 중심에서 상기 제2 유성기어의 중심까지 연결한 직선사이에 끼어 있는 각도(A03)를 변경하는 것이다.First, the 'between angle change' is the angle sandwiched between the straight lines connecting the center and the center of the gear at the first set position, the second set position, or the third set position in the carrier 200, as shown in FIG. 8F. to change, based on the second planetary gear 600 of the first set position, for example, a straight line connected from the center of the first planetary gear 500 to the center of the second planetary gear and the third planetary gear This is to change the angle A03 sandwiched between the straight lines connected from the center of the second planetary gear to the center of the second planetary gear.

도 8f에 도시한 바와 같이, '사잇각'은 상기 제1 세트 위치에서 A01, A02, A03, A04의 4군데가 있고, 상기 제2 세트 위치에서도 B01, B02, B03, B04의 4군데가 있고, 상기 제3 세트 위치에서도 C01, C02, C03, C04의 4군데가 있다. 도 8f에서, A01은 제1 세트 위치의 제3 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선 사이의 사잇각이고, A02는 제1 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제1 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이고, A03은 제1 세트 위치의 제1 유성기어의 중심에서 제2 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제3 유성기어의 중심에서 제2 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이며, A04는 제1 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제3 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제2 유성기어의 중심에서 제3 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각을 나타낸다.As shown in Fig. 8f, the 'between angle' has four positions of A01, A02, A03, and A04 in the first set position, and there are four positions of B01, B02, B03, and B04 in the second set position, There are also four positions C01, C02, C03, and C04 in the third set position. 8F, A01 is the angle between the straight line connecting the center of the third planetary gear in the first set position to the center of the carrier and the straight line connecting the center of the first planetary gear to the center of the carrier, and A02 is the first set The angle between the straight line connected from the center of the carrier of the position to the center of the first planetary gear and the straight line connected from the center of the first planetary gear to the center of the carrier, A03 is the second from the center of the first planetary gear of the first set position The angle between the straight line connected to the center of the planetary gear and the straight line connected from the center of the third planetary gear to the center of the second planetary gear, A04 is the straight line connected from the center of the carrier at the first set position to the center of the third planetary gear and It represents the angle between the straight lines connected from the center of the second planetary gear to the center of the third planetary gear.

또, B01은 제2 세트 위치의 제3 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선 사이의 사잇각이고, B02는 제2 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제1 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이고, B03은 제2 세트 위치의 제1 유성기어의 중심에서 제2 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제3 유성기어의 중심에서 제2 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이며, B04는 제2 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제3 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제2 유성기어의 중심에서 제3 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각을 나타낸다.B01 is the angle between the straight line connecting the center of the third planetary gear in the second set position to the center of the carrier and the straight line connecting the center of the first planetary gear to the center of the carrier, and B02 is the second set position The angle between the straight line connected from the center of the carrier to the center of the first planetary gear and the straight line connected from the center of the first planetary gear to the center of the carrier, B03 is the second planetary gear from the center of the first planetary gear at the second set position The angle between the straight line connecting to the center and the straight line connecting the center of the third planetary gear to the center of the second planetary gear, B04 is the straight line connecting from the center of the carrier at the second set position to the center of the third planetary gear and the second It represents the angle between the straight lines connected from the center of the planetary gear to the center of the third planetary gear.

또한, C01은 제3 세트 위치의 제3 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선 사이의 사잇각이고, C02는 제3 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제1 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제1 유성기어의 중심에서 캐리어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이고, C03은 제3 세트 위치의 제1 유성기어의 중심에서 제2 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제3 유성기어의 중심에서 제2 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각이며, C04는 제3 세트 위치의 캐리어의 중심에서 제3 유성기어 중심까지 연결한 직선과 제2 유성기어의 중심에서 제3 유성기어의 중심까지 연결한 직선의 사잇각을 나타낸다.In addition, C01 is the angle between the straight line connected from the center of the third planetary gear to the center of the carrier in the third set position and the straight line connected from the center of the first planetary gear to the center of the carrier, C02 is the third set position The angle between the straight line connected from the center of the carrier to the center of the first planetary gear and the straight line connected from the center of the first planetary gear to the center of the carrier, C03 is the second planetary gear from the center of the first planetary gear in the third set position The angle between the straight line connecting to the center and the straight line connecting the center of the third planetary gear to the center of the second planetary gear, C04 is the straight line connecting from the center of the carrier at the third set position to the center of the third planetary gear and the second It represents the angle between the straight lines connected from the center of the planetary gear to the center of the third planetary gear.

상기의 세트들 위치 중 기어이 맞물림이 불가능한 세트에서 4군데 사잇각 중 1군데를 변경하면 기어이 맞물림의 불가능 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 식 (1-3)의 상기 제1 선기어(300)와 상기 제2 선기어(400)의 잇수와 상관없이 유성기어 세트 개수를 증가시키거나 줄일 수도 있게 된다.Among the positions of the above sets, if one of the four angles is changed in the set in which the gear teeth cannot be meshed, the problem of the gear teeth meshing impossible can be solved. In addition, the number of planetary gear sets may be increased or decreased regardless of the number of teeth of the first sun gear 300 and the second sun gear 400 in Equation (1-3).

예를 들어, 도 8b에서 도시한 실시 예와 같이 기어이 맞물림 불가능 부분은 제2 세트 위치의 B 부분과 제3 세트 위치의 C 부분이므로, 상기 제2 세트 위치의 B 부분은 도 8f에서 제2 세트 위치의 B01 또는 B02 또는 B03 또는 B04의 사잇각 중 1군데를 변경하면 되고, 도 8b에서 제3 세트 위치의 C 부분은 도 8f에서 제3 세트 위치의 C01 또는 C02 또는 C03 또는 C04의 사잇각 중 1군데 변경을 하면 된다.For example, as in the embodiment shown in FIG. 8B , the non-engageable portion of the gear is part B in the second set position and part C in the third set position, so the part B in the second set position is the second set in FIG. 8F . It is enough to change one of the angles between B01 or B02 or B03 or B04 of the position, and part C of the third set position in FIG. 8B is one of the angles between the angles C01 or C02 or C03 or C04 of the third set position in FIG. 8F You can change it.

상기 제3 세트 위치의 C 부분으로 좀 더 구체적으로 예를 들면, 상기 캐리어(200)가 지지하고 있는 제3 세트 위치에 있는 상기 제2 유성기어(600)의 중심을 상기 캐리어(200)의 중심 반대방향으로 이동하게 되면, 상기 제1 유성기어(500)의 중심에서 상기 제2 유성기어(600)의 중심까지 연결한 직선과 상기 제3 유성기어(700)의 중심에서 상기 제2 유성기어(600)의 중심까지 연결한 직선 사이에 끼인 사잇각(C03)이 변경되면서, 상기 제2 유성기어(600)가 상기 제1 유성기어(500)의 둘레를 회전하게 되고, 맞물려 있는 제3 유성기어(700)도 회전시켜 기어이의 맞물림이 불가능했던 이두께(thickness of tooth) 부분만큼 회전, 이동함으로써 상대기어의 이홈(tooth space)에 맞게 맞물림이 되는 것이다.As part C of the third set position, for example, the center of the second planetary gear 600 in the third set position supported by the carrier 200 is the center of the carrier 200 . When moving in the opposite direction, a straight line connected from the center of the first planetary gear 500 to the center of the second planetary gear 600 and the second planetary gear ( As the angle C03 sandwiched between the straight lines connected to the center of 600) is changed, the second planetary gear 600 rotates around the first planetary gear 500, and the meshed third planetary gear ( 700) also rotates and moves as much as the thickness of tooth where meshing of the gear teeth was impossible.

상기 '사잇각 변경'에서 유성기어의 세트 개수가 n 개라면 맞물림이 정확하게 되어 있는 1개를 제외한 나머지 세트 개수에서 기어이가 간섭이 생긴 부분만 변경하며, 상기 '사잇각 변경'이 필요한 부분은 최대 n-1개가 될 것이다. 여기에서, 상기 제1, 제2, 제3 세트 위치에서 사잇각은 각각 4군데씩 형성되어 있고 각 상기 세트마다 4군데 사잇각 중 1군데만 변경하면 되는 것으로 상기 설명에서 언급한 바가 있다.If the number of sets of planetary gears is n in the 'change angle between angles', only the part where the gear teeth interfere in the number of sets except for one with correct meshing is changed, and the part requiring the 'change angle between angles' is at most n- will be one Here, in the first, second, and third set positions, each of the angles is formed at 4 places, and it is mentioned in the description that only one of the angles between the 4 places needs to be changed for each set.

이는 '삼각함수'와 '제2 코사인법칙'에 의해 1군데의 사잇각이 정해지거나 변경되면 나머지 사잇각은 자동으로 정해지거나 변경되기 때문이다.This is because when the angle between one position is determined or changed by the 'trigonometric function' and the 'second law of cosines', the remaining angles are automatically determined or changed.

도 8b 및 8e에서 도시된 실시 예에서는 B 부분과 C 부분에서의 기어이 맞물림이 불가능했던 부분은, 도 8f에서 B02와 C02의 사잇각을 변경하여 기어이 맞물림의 간섭 문제를 해결하였으며, 상기 B02의 사잇각은 변경 전 97도에서 변경 후 95.4도로, 상기 C02의 사잇각은 변경 전 97도에서 변경 후 98.6도로 변경하여 '사잇각 변경'으로 기어이 맞물림 불가능의 문제를 해결하고 유성기어 세트 개수를 증가시키거나 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.In the embodiment shown in FIGS. 8b and 8e, the part where gear teeth meshing was impossible in parts B and C was solved by changing the angle between B02 and C02 in FIG. By changing the angle between the 97 degrees before the change to 95.4 degrees after the change and the angle between C02 from 97 degrees before the change to 98.6 degrees after the change, it is possible to solve the problem of impossible gear meshing by changing the angle between changes and increase or decrease the number of planetary gear sets. can confirm.

상기 실시 예로 상기 B02와 상기 C02의 사잇각 변경뿐 아니라, 상기 사잇각 변경 전 97도, 사잇각 변경 후 98.6도와 95.4도는 실시 예들의 값으로 한정된 값은 아니며, 선기어들의 잇수와 유성기어 세트 개수의 증감, 유성기어들의 위치 변경에 따라 달라지는 값이므로 실시 예에 한정되지 않는다.In the above embodiment, in addition to the change of the angle between B02 and C02, 97 degrees before the change of the angle, and 98.6 degrees and 95.4 degrees after the change of the angle are not limited to the values of the embodiments. Since it is a value that varies according to a change in the position of the gears, the embodiment is not limited thereto.

상술한 도 1 및 도 2에 도시한 실시 예는 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700) 중 일측, 예를 들어 제2 유성기어(600)의 이나비가 제1 및 제3 유성기어(500, 700)의 이나비보다 넓게 마련되고, 선기어들(300, 400)의 이나비가 동일한 것을 나타내었다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 구조로 마련될 수도 있다.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above, one side of the first, second, and third planetary gears 500 , 600 , 700 , for example, the width of the second planetary gear 600 is the first and second 3 It is shown that the width of the planet gears 500 and 700 is wider than that of the planetary gears 500 and 700, and the width of the sun gears 300 and 400 is the same. However, the present invention is not limited thereto and may be provided in a structure as shown in FIGS. 9 and 10 .

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 동일 모듈을 구비한 유성기어와 선기어 이나비를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인볼류트 치형을 구비한 유성기어와 선기어 이나비를 도시한 사시도이다.9 is a perspective view showing a planetary gear and a sun gear butterfly having the same module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a planetary gear having involute teeth and a sun gear butterfly according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view shown.

도 9에 도시한 실시 예는 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700) 중 일측의 유성기어 이나비가 타측 유성기어의 이나비보다 좁은 것을 나타내며, 도 10은 제1, 제2, 제3 유성기어(500, 600, 700)들 이나비가 동일하며, 선기어들 중 일측의 선기어 이나비가 타측 선기어 이나비보다 넓은 것을 나타낸다.
본 발명의 기술을 요약하면 링기어 없이 고비율부터 저비율까지 실현되는 자동체결(Self-Locking) 기능의 감속장치로서, 입력으로 회전하는 캐리어, 상기 캐리어와 동심으로 마련된 제1 선기어, 상기 제1 선기어와 맞물린 제1 유성기어, 상기 제1 유성기어와 맞물린 제2 유성기어, 상기 제2 유성기어와 맞물린 제3 유성기어, 상기 캐리어와 동심이며 상기 제1 선기어에 병렬로 마련되고 상기 제3 유성기어와 맞물린 제2 선기어를 포함하고, 상기 제1 선기어의 잇수와 상기 제2 선기어의 잇수는 1개 이상 차이가 나며, 상기 캐리어의 일측에 상기 제1, 제2, 제3 유성기어가 서로 다른 위치에 지지되어 자전 및 공전 가능하게 구성되어 n개 세트로 배치되고, 상기 제1 선기어 또는 제2 선기어 중 어느 하나를 고정시키고 나머지 하나의 선기어를 입력축으로 바꾸면 Self-locking 기능으로 증속이 되지 않고 증속비가 0(Zero)이 되는 것이다.
상기 Self-locking 기능의 구현은 상기 캐리어는 입력이고, 상기 제1 선기어는 고정이고, 상기 제2 선기어는 출력으로 하고 Z1을 상기 제1 선기어의 잇수로 정의하고, Z2를 상기 제2 선기어의 잇수로 정의하며,
Z1 < Z2이고 (Z2-Z1) < Z1 이면 상기 제2 선기어의 출력은 동방향 감속,
Z1 > Z2이고 (Z1-Z2) < Z2 이면 상기 제2 선기어의 출력은 역방향 감속이며,
상기 감속이 실행되는 조건 중 하나만 만족하면서 제2 선기어를 입력으로 바꾸어 회전하면 Self-locking 기능으로 증속이 되지 않고 증속비가 0(Zero)이 된다.
또한 상기 캐리어가 입력이고, 상기 제2 선기어가 고정이고, 상기 제1 선기어를 출력으로 하고 Z1을 상기 제1 선기어의 잇수로 정의하고, Z2를 상기 제2 선기어의 잇수로 정의하며,
Z1 > Z2이고 (Z1-Z2) < Z2이면, 상기 제1 선기어의 출력은 동방향의 감속,
Z1 < Z2이고 (Z2-Z1) < Z1이면, 상기 제1 선기어의 출력은 역방향 감속이며, 상기 감속이 실행되는 조건 중 하나만 만족하면서 제1 선기어를 입력으로 바꾸어 회전하면 Self-locking 기능으로 증속이 되지 않고 증속비가 0(Zero)이 되는 것이다.
따라서 본 발명의 감속이 이루어지는 구조의 감속기에 있어서 출력측을 입력측으로 변경하여 사용하면 Self-locking 기능으로 증속이 되지 않아 증속비가 0(Zero)이 되는 즉, 작동 불가능한 장치가 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고비율의 감속과 저비율의 감속까지 다양한 기어속비를 실현할 수 있는 감속장치에 있어서, 링기어의 요소가 없어지고 외접기어로만 이루어져 있어, 제작의 어려움이 없어지고 공간을 줄여 제작 비용 절감효과를 가져오는 한편, 가공의 용이성으로 대량생산에 적합하게 된다는 효과가 얻어진다. 또한 자동체결(Self-Locking)기능으로 역전방지가 되기 때문에 제어가 용이하여 다양하게 활용할 수 있게 된다는 이점이 얻어진다.The embodiment shown in FIG. 9 shows that the butterfly ratio of one planetary gear among the first, second, and third planetary gears 500, 600, and 700 is narrower than that of the other planetary gear, and FIG. The width of the second and third planetary gears 500 , 600 , and 700 is the same, indicating that the width of the sun gear of one side of the sun gears is wider than the width of the sun gear of the other side.
To summarize the technology of the present invention, it is a reduction device with a self-locking function that is realized from a high ratio to a low ratio without a ring gear, a carrier rotating as an input, a first sun gear concentric with the carrier, and the first A first planetary gear meshed with the sun gear, a second planetary gear meshed with the first planetary gear, a third planetary gear meshed with the second planetary gear, concentric with the carrier and provided in parallel to the first sun gear and the third planetary gear a second sun gear meshed with a gear, wherein the number of teeth of the first sun gear is different from the number of teeth of the second sun gear by one or more, and the first, second, and third planetary gears are different from each other on one side of the carrier It is supported in a position and configured to rotate and revolve, and arranged in sets of n, if any one of the first sun gear or the second sun gear is fixed and the other sun gear is changed to an input shaft, the speed does not increase due to the self-locking function but increases The ratio will be zero.
In the implementation of the self-locking function, the carrier is an input, the first sun gear is fixed, the second sun gear is an output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, Z2 is the number of teeth of the second sun gear is defined as
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the second sun gear is decelerated in the same direction,
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the second sun gear is reverse deceleration,
If only one of the conditions for the deceleration is satisfied and the second sun gear is changed to an input and rotates, the speed does not increase due to the self-locking function and the speed increase ratio becomes 0 (zero).
In addition, the carrier is the input, the second sun gear is fixed, the first sun gear is the output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, Z2 is defined as the number of teeth of the second sun gear,
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the first sun gear is decelerated in the same direction,
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the first sun gear is reverse deceleration. and the speed increase ratio becomes 0 (Zero).
Therefore, if the output side is changed to the input side in the speed reducer of the present invention, the speed does not increase due to the self-locking function, and the speed increase ratio becomes 0 (zero), that is, it becomes an inoperable device.
As described above, the present invention is a reduction device capable of realizing various gear speed ratios from deceleration of high ratio to deceleration of low ratio. It has the effect of reducing production cost by reducing In addition, the self-locking function prevents reversal, so it is easy to control and has the advantage of being able to use it in various ways.

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이상과 같이 본 발명은 링기어 없이 고비율부터 저비율까지 실현되는 자동체결기능(Self-Locking)의 감속장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주 내에서 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.As described above, it can be seen that the present invention has as a basic technical idea to provide a reduction device of self-locking function that is realized from a high ratio to a low ratio without a ring gear, and the basic idea of the present invention as described above Of course, many other modifications are possible within the scope of those skilled in the art.

101 : 고정 하우징 102 : 고정 하우징 커버
150 : 베어링 200 : 캐리어
201 : 캐리어 회전지지대 300 : 제1 선기어
400 : 제2 선기어 500 : 제1 유성기어
600 : 제2 유성기어 700 : 제3 유성기어
800 : 제1 형식 기어속비
900 : 제2 형식 기어속비
950 : 볼트101: fixed housing 102: fixed housing cover
150: bearing 200: carrier
201: carrier rotation support 300: first sun gear
400: second sun gear 500: first planetary gear
600: second planetary gear 700: third planetary gear
800: first type gear speed ratio
900: second type gear speed ratio
950 : volt

Claims

In the speed reducer,
A carrier rotating by input, a first sun gear concentric with the carrier, a first planetary gear meshing with the first sun gear, a second planetary gear meshing with the first planetary gear, a third planetary gear meshing with the second planetary gear , Concentric with the carrier and provided in parallel to the first sun gear and comprising a second sun gear meshed with the third planetary gear,
The number of teeth of the first sun gear and the number of teeth of the second sun gear differ by one or more, and the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of the carrier to enable rotation and revolution. and arranged in sets of n,
the carrier is an input, the first sun gear is fixed, the second sun gear is an output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, Z2 is defined as the number of teeth of the second sun gear,
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the second sun gear is decelerated in the same direction
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the second sun gear becomes reverse deceleration,
If only one of the conditions for deceleration is satisfied and the second sun gear is changed to an input and rotated, the speed does not increase due to the self-locking function and the speed increase ratio becomes 0 (the sun gear used as an input is in a stationary state in which it cannot rotate) Reduction device with automatic fastening function without ring gear.

In the speed reducer,
A carrier rotating by input, a first sun gear concentric with the carrier, a first planetary gear meshing with the first sun gear, a second planetary gear meshing with the first planetary gear, a third planetary gear meshing with the second planetary gear , Concentric with the carrier and provided in parallel to the first sun gear and comprising a second sun gear meshed with the third planetary gear,
The number of teeth of the first sun gear and the number of teeth of the second sun gear differ by one or more, and the first, second, and third planetary gears are supported at different positions on one side of the carrier to enable rotation and revolution. and arranged in sets of n,
the carrier is an input, the second sun gear is fixed, the first sun gear is an output, Z1 is defined as the number of teeth of the first sun gear, Z2 is defined as the number of teeth of the second sun gear,
If Z1 > Z2 and (Z1-Z2) < Z2, the output of the first sun gear is decelerating in the same direction,
If Z1 < Z2 and (Z2-Z1) < Z1, the output of the first sun gear becomes reverse deceleration,
If the first sun gear is changed to an input and rotated while satisfying only one of the conditions for executing the deceleration, the speed is not increased by the self-locking function and the speed increase ratio becomes 0 (the sun gear used as an input is in a stationary state in which it cannot rotate) Reduction device with automatic fastening function without ring gear, characterized in that.

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